Visita - Sidor


Informacion general


TERNIUM SIDOR es la principal siderúrgica de Venezuela, de la región andina y el caribe. Su complejo siderúrgico integrado está ubicado cerca de la ciudad de Puerto Ordaz, Venezuela, sobre la margen derecha del río Orinoco, lo cual le provee de una localización privilegiada que le conecta directamente con el océano Atlántico.

La producción de acero se basa en las tecnologías de Reducción Directa y Hornos Eléctricos de Arco siendo esta planta uno de los complejos más grandes de este tipo en el mundo.

Los productos de SIDOR van desde productos semielaborados como los planchones y palanquillas hasta los productos planos (láminas en caliente, láminas en frío, y recubiertos) y productos no planos (perfiles, cabillas, alambron, barras y tubulares).

El capital accionario de Sidor corresponde a Ternium en un 60% y al Estado Venezolano en un 20%. El restante 20% se encuentra en manos de trabajadores y ex trabajadores de la empresa.


                      Cadena del acero en Sidor

El primer proceso en la cadena es el proceso de peletizacion.

Peletización

Los finos de mineral de hierro, proveniente de la compañía minera, son molidos para llevarlos a la granulometría apropiada. Posteriormente se les agrega agua, aglutinantes y aditivos para formar un compuesto pastoso plástico, el cual adquiere una forma esférica al hacerlo girar en un disco. Estas esferas son tratadas posteriormente en un horno a altas temperaturas para conferirles resistencia mecánica, consecuencia de los procesos termoquímicos y metalúrgicos que se llevan a cabo en esa instalación. Se produce así un aglomerado denominado pella.



Pellas

El proceso propiamente dicho del acero en Sidor empieza con el transporte de materia prima a Sidor por trenes desde  Ferrominera. Luego el material es depositado por brazos mecanicos  a 
los patios de almacenaje.

Producción del HRD

Esas pellas depositadas son transportadas por correas a la planta de reducción directa o MIDREX, donde se les hace reaccionar, a temperatura adecuada, con el producto de la reformación del gas natural, gas reductor. Este gas —fundamentalmente monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2), reduce el oxígeno presente en las pellas para obtener un producto llamado Hierro de Reducción Directa (HRD). El HRD mantiene la apariencia física de la pella. En este proceso el contenido de hierro alcanzado lo hace apto como substituto de la chatarra en la alimentación a los procesos de aceración en hornos eléctricos.



              Proceso de produccion de HDR

La pellas despues del proceso de reduccion por la planta MIDREX tienen un alto contenido de hierro, siendo listas para ser procesadas en los hornos de arco electrico junto con la chatarra.

Horno de arco eléctrico

Son hornos que sólo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusión de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. En Sidor existen 6 hornos a arco electrico de las cuales 4 operan mientras que los otros 2 estan 
como respaldo.



Los hornos de arco eléctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760mm de diámetro y longitud de hasta 12m. La mayoría de los hornos operan a 40v y la corriente eléctrica es de 12,000 A con temperaturas que alcanzan mas de 2000ºC.

Existen hornos de arco eléctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 kwh de potencia. También en estos hornos se inyecta oxígeno puro por medio de una lanza.  

Estos equipos tienen un crisol o cuerpo de placa de acero forrado con refractario y su bóveda es de refractario también sostenida por un cincho de acero, por lo regular enfriado con agua. Para la carga del horno los electrodos y la bóveda se mueven dejando descubierto al crisol, en el que se deposita la carga por medio de una grúa viajera. 

En esta etapa el acero fundido es colado continuamente a través de un distribuidor en un molde provocando la solidificación de una cáscara fina. Esta pieza es posteriormente extraída por una serie de rodillos guía y enfriada con una fina pulverización con agua. La cáscara solidificada continúa engrosándose hasta que la pieza se encuentre totalmente solidificada. Finalmente, la pieza es cortada a las longitudes deseadas y éstas son o bien descargadas en el área de almacenamiento o transferidas al laminador en caliente. Una amplia gama de medidas de piezas puede ser colada dependiendo de la aplicación final: “planchones” para productos planos, y “palanquillas” para productos largos como el alambre.

 

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PROCESO

Productos Largos

Semiterminados:

• Palanquillas.


Productos semiterminados de acero de sección transversal cuadrada y un área máxima de 23.200 mm² (36 in²), obtenidos por proceso de colada continua.

Terminados:

• Cabillas o barras con resaltes para la construcción.



También llamadas varillas, son productos de acero de sección circular con resaltes en su superficie, usados como refuerzo en las construcciones de concreto armado. Se obtienen por laminación en caliente de palanquillas.

• Alambrón.




Producto de menor sección transversal circular y superficie lisa, obtenido por laminación en caliente de palanquillas, destinado a procesos de trefilación o deformación en frío.

Productos Planos

Semiterminados:

• Planchones.



Productos semiterminados de acero de sección transversal rectangular con un área no menor a 10.300 mm² (16 in²), según definición ASTM. Son la materia prima para la fabricación de productos planos.

Terminados:

• Planos en caliente o chapas.



Productos planos de acero, obtenidos por laminación en caliente de planchones. Se clasifican en las siguientes categorías: bandas, láminas y bobinas, material decapado y material lagrimado.

• Planos en frío.

Productos planos de acero, que se obtienen a partir de la laminación a temperatura ambiente de bandas decapadas. Se subdividen en los grupos: material crudo (full hard) y material recocido.


• Recubiertos.

Productos planos de acero obtenidos por la laminación en frío, recubiertos de estaño (hojalata) o de cromo (hoja cromada). Se subdividen en 2 grupos: hojalata y hoja cromada.

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Ingenieria Basica


                    Figura 1. Diagrama de flujo de procesos


                      Figura 2. Diagrama de instrumentacion

                          
                                    Criterios de diseño


Contenido:

Mejorar la medición de caudal en la succión de aire de combustión al reformador
(Tag FE – 212)

General:

La producción de metanol en la planta Metor requiere de múltiples etapas para procesar el gas natural (Recepción y distribución del gas natural, Hidrodesulfuracion, Reformación, Compresión, Síntesis del Metano, Destilación), específicamente la etapa de reformación es una etapa critica del proceso pues el gas es reformado ya que es combinado con vapor para producir un gas de síntesis crudo que posteriormente será convertido en metanol.

En la etapa de reformacion, la materia prima (gas natural), requiere de una combinación con aire del ambiente, este proceso es delicado ya que el gas natural es un producto inflamable por lo tanto es prioritario que la cantidad de aire que entre al reformador tenga una volumen y caudal adecuado de forma que el proceso se desempeñe de acuerdo a los estándares de calidad y seguridad.


Código, Estándares y normas:

• Normas ISA.
• Normas ASME
• Normas ISO 9000

Descripción del proyecto:

El proyecto se enmarca dentro del proceso de la succión del aire al reformador, en el que una serie de instrumentos de controles monitorizan una serie de variables, entre ellas el caudal (siendo este el elemento en estudio para el presente proyecto) de manera de controlar las revoluciones de la turbina que inyecta el caudal de aire al reformador.

Este proceso requiere de una medición constante de caudal de aire, por lo tanto, la técnica de medición es un proceso importante ya que los valores tomados se procesaran para el control de la turbina, en este sentido el sensor de caudal debe tener el mejor ambiente posible para una correcta medición.

Lo mas importante para la medición es que, además de tener un sensor confiable es que el flujo sea lo mas laminar posible evitando oscilaciones (en lo posible) dentro del tubo de Venturi, que es donde la medición es tomado.


Servicios disponibles:

Como toda empresa los servicios básicos deben estar asegurados para el normal funcionamiento de los procesos:

• El servicio de agua es vital desde el punto de vista de seguridad por los procesos altamente inflamables además de ser un servicio básico para el personal y la maquinaria.

• La energía eléctrica esta ampliamente demandada ya que muchos de los procesos están automatizados, razón suficiente para contar con plantas internas de generación de electricidad en caso de imprevistos.

• El proceso de obtención de metanol tiene muchos derivados: acetona, eteres aminas, etc, por lo que los desechos son contaminantes, sobre todo los de tipo gaseoso, en estos casos el proceso del metanol debe ser lo mas eficiente posible para que los contaminantes se reduzcan.

Localización y característica del sitio de la obra:

La planta metanol de oriente METOR. Se encuentra ubicada en el Complejo Industrial Petroquímico y Petrolero “General José Antonio Anzoátegui”, estado Anzoátegui. Venezuela.

El clima en la zona de la planta es semiárido, con temperaturas de 25 y 28°C, y el nivel de las precipitaciones fluctúa entre los 530 y 1400 mms. al año.

Sistema de medidas:

El sistema de medidas a usar es el sistema métrico (kilogramo, metros, litro, etc.) y el sistema imperial (pulgada, pie yarda, etc.).

Especificación de instrumentos.

El control de la planta Metor (monitoreo, indicación y control) se lleva a cabo por medio del sistema “CENTUM - XL” de la YOKOGAWA ELECTRIC CORPORATION.

El CENTUM – XL es un sistema de control distribuido, diseñado para control continuo, además permite un control computarizado con valores digitales y utiliza procesadores inteligentes distribuido por toda la planta.

Funciones del sistema:

Operacion y monitoreo
Supervisacion de controladores
Control de secuencias
Controles avanzados
Inspecciones matematicas

Ls unidades que integran el sistema de control distribuido (DCS) CENTUM – XL son:

Operacion y monitoreo:

EOPS (Estacion de operador)
EOPC (Consola de operador)

Construccion, generacion y mantenimiento:

ENGS (estacion de ingenieria)

Control de procesos:

EFCS (Estación de control de campo)
FECD (Doble estación de control de campo)
EFMS (Estacion de monitoreo de campo)

Instrumentos asociados al lazo de control



En el caso especifico del sistema de sucion de aire el lazo de control esta ligado   la medicion que realizan los instrumentos PT(transmisor de presion), FT(Transmisor de flujo)
y TE(Sensor de temperatura-Termocupla) de la cual la principal medida es el flujo
mientras que las otras dos es para compensacion.

Esas tres señales entran al DCS donde son procesadas e incorporadas a calculos para
controlar la velocidad de la turbina(en rpm) por lo que el control se realiza a nivel de software
empleando elementos como actuadores, esto es, el PI, TI, TICA, FDS(Ver diagrama de instrumentacion).

La señal del PT(presion), FT(flujo), TE(temperatura) es ingresado al (DCS) para 
procesa las variables donde el FC212 tiene como entrada una señal rampa  condicionada
por los valores de FRA212 y FCL 212-2 donde estas determinan la cantidad de aire al reformador. El FSH selecciona el FCl con valor mas alto para compararlo con la rampa y establece un setpoint(SV).

El FC212 compara la salida de FLG212 con el setpoint y salida va al lazo de realimentacion para 
controlar el flujo de aire de conbustion al F-201, manipulando las rpm de la turbina(K-202T).


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Laboratorio 1 - CALIBRACIÓN DEL TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL ELECTRÓNICO


INTRODUCCION

Los dispositivos de medición a menudo no están en condición tomar una medida adecuadamente, no necesariamente porque tengan un malfuncionamiento sino por otras causas como por ejemplo, un instrumento de medición sin usar por mucho tiempo, o que la variable sea muy inestable y perjudique al instrumento después de un tiempo o que las condiciones del ambiente de medición son hostiles de forma que el instrumento pierda su capacidad para medir correctamente, u otras causas diversas.

En estos casos es necesario preparar al instrumento para garantizar un desempeño óptimo al momento de medir, es decir, calibrar el instrumento. La calibración es un proceso necesario con cualquier instrumento de medición, básicamente es un proceso de comparar lo que el instrumento indica de lo que debe indicar, es decir, determinar el error de medición de los instrumentos, de modo que si el instrumento tiene un alto error de medición entonces requiere de un ajuste para minimizar el error.

Objetivo

Calibrar un transmisor electrónico (TYLOR 505T), para presión diferencial. Determinar el error de lectura de un manómetro haciendo uso del transmisor electrónico.

Fundamento teórico

Transmisor: Es un dispositivo que tiene como función procesar señales ópticas, mecánicas o eléctricas, para amplificarlas en caso necesario, y así emitirlas con el procedimiento requerido dependiendo del medio en que el dato se procede a enviar.

Señales normalizadas: Son señales con valores características determinados.

Transmisor diferencial: Los transmisores son instrumentos que sensan una variable del proceso transmitiéndola después a otro instrumento que en este caso es un receptor, registrador, controlador, o un hibrido de estos.

Transductores capacitivos

Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión figura 1. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. De este modo se tienen dos condensadores uno de capacidad fija o de referencia y el otro de capacidad variable, que pueden compararse en circuitos oscilantes o bien en circuitos de puente de Wheatstone alimentados con corriente alterna.

Los transductores capacitivos se caracterizan por su pequeño tamaño y su construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuados para medidas estáticas y dinámicas. Su señal de salida es débil por lo que precisan de amplificadores con el riesgo de introducir errores en la medición. Son sensibles a las variaciones de temperatura y a las aceleraciones transversales y precisan de un ajuste de los circuitos oscilantes y de los puentes de Corriente alterna a los que están acoplados.


Figura 1. Transductor capacitivo

Su intervalo de medida es relativamente amplio, entre 0,05-5 a 0,5-600 bar. y su precisión es del orden de ± 0,2 a ± 0,5 %.

Transductor de presión de silicio difundido: Consisten en un elemento de silicio situado dentro de una cámara conteniendo silicona que está en contacto con el proceso a través de un diafragma flexible. El sensor está fabricado a partir de un monocristal de silicio en cuyo seno se difunde boro para formar varios puentes de Wheatstone constituyendo así una galga extensométrica autocontenida. El espesor del sensor determina el intervalo de medida del instrumento.

El sensor con su puente Wheatstone incorporado forma parte del circuito de la figura 2


Figura 2. Transductor de presión de silicio difundido

Cuando no hay presión, las tensiones El y E2 son iguales y, al aplicar la presión del proceso Rb y Rc, disminuyen su resistencia y Ra y Rd la aumentan dando lugar a caídas de tensión distintas y a una diferencia entre El y E2.

Esta diferencia se aplica a un amplificador diferencial de alta ganancia que controla un regulador de corriente variable. Un margen de corriente continua de 3 a 19 mA con 1 mA del puente produce una señal de salida de 4 a 20 mA c.c. Esta corriente circula a través de la resistencia de realimentación Rfb y produce una caída de tensión que equilibra el puente. Como esta caída es proporcional a Rfb esta resistencia fija el intervalo de medida (span) del transductor. El cero del instrumento se varía intercalando resistencias fijas en el brazo izquierdo del puente (cero basto) y un potenciómetro en el brazo derecho (cero fino).

La adición de un microprocesador permite al instrumento hacer posible funciones adicionales, tales como la compensación de temperatura ambiente, proporcionando un aumento de la precisión de la medida, en particular si la señal de salida del instrumento es enteramente digital en lugar de la analógica de 4-20 mA c.c.

El intervalo de medida de los transductores de silicio difundido varía de 0-2

A 0-600 bar, con una precisión del orden de ± 0,2 %.

Presión: Se define como la fuerza por unidad de superficie:

P= dF/dA

Donde: P es la presión, dF es la fuerza normal y dA es el área.

En el Sistema Internacional de Unidades se mide en newton por metro cuadrado, unidad derivada que se denomina pascal (Pa).

Presión atmosférica: Es la presión del aire sobre la superficie terrestre. La atmósfera tiene una presión media de 1013 milibares (o hectopascales) al nivel del mar. La medida de presión atmosférica del Sistema Internacional de Unidades (S.I.) es el newton por metro cuadrado (N/m2) o Pascal (Pa). La presión atmosférica a nivel del mar en unidades internacionales es 101325 N/m2 o Pa.


                                   Figura 3.

Presión diferencial: Es la diferencia entre dos presiones, puntos C y C'. El vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la atmosférica (puntos D, D' y D"). Viene expresado en mm. Columna de mercurio, mm. Columna de agua o pulgadas de columna de agua. Las variaciones de la presión atmosférica influyen considerablemente en las lecturas del vacío.

Presión absoluta: mide con relación al cero absoluto de presión (puntos A y A' de la figura. La presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida mediante un barómetro. A nivel del mar, esta presión es próxima a 760 mm (29,9 pulgadas) de mercurio absolutas o 14,7 psia (libras por pulgada cuadrada absolutas) y estos valores definen la presión ejercida por la atmósfera estándar

Presión relativa: Es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del lugar donde se efectúa la medición (punto B de la figura). Hay que señalar que al aumentar o disminuir la presión atmosférica, disminuye o aumenta respectivamente la presión leída (puntos (B y B'), si bien ello es despreciable al medir presiones elevadas.

Procedimiento experimental

Realice el montaje indicado en la figura 4.
Conecte la salida del transmisor como indica en la figura 5.
El rango de trabajo a calibrar será de 0 a 1 metro de columna de agua. Las lecturas que se deben tomar en cuenta son para los valores de 0%, 25%, 50%, 75% y 100% del rango de medida. Tome las 5 lecturas, variando la presión patrón a lo largo del rango, y midiendo la corriente de salida del transmisor.

Quite las tapas del medidor. Identifique el Jumper ZERO y ubíquelo en la posición NORM.
Ajuste la entrada al valor de cero. Por ejemplo, si el rango teórico de lectura es de 0 a 30KPa, se ajusta el regulador al valor de 0KPa. En nuestro caso, cero presión corresponde al nivel de la manguera en la línea horizontal con el medidor de presión diferencial.

Gire el tornillo de ZERO hasta que la salida sea 4mA. Puede medir el voltaje en la resistencia ubicada en serie, aplicando la ley de Ohm.

Ajuste la entrada al valor máximo de presión de la escala a medir. Ajustaremos el Span máximo a la presión correspondiente a un metro de columna de agua (30Kpa ejemplo). Con el tornillo de Span ajuste la salida al valor de 20 mA.

Repita los pasos del 5 al 7 hasta obtener una precisión en la lectura inferior al 1%.
Realice la toma de las 5 lecturas, con la columna de agua.



                              Figura 4.

                                Figura 5.


Mediciones Realizadas

Se obtuvieron los valores patrones a partir de el valor de 1m de columna de agua que equivale a 9.81Kilo pascales, e interpolando este valor para obtener los valores a 0 25%, 50%, 75%.

Las medidas de corriente se obtuvieron de forma experimental asi como el valor de voltaje del transmisor




 
Calculos.

  • Ecuaciones:

ecuacion (1)


ecuacion (2)
Error del cero = │Valor patron en cero- Valor medido en cero│

ecuacion (3)
Error no lineal= │Valores patron- Valor medido│

  • Calculo de errores con el patron lineal:
Con la ecuacion (2)

Error del cero=│ patron en cero- medido en cero=│4.000mA-4.046mA│ = 0.046mA

Error no lineal= │Valores patron lineal- Valor medido experimental│



  • Calculo de errores con los valores teoricos del medidor:

    Con la ecuacion (1) se obtienela salida teorica del medidor:



    Error del cero=│ patron en cero- medido en cero=│0mA-0mA│ = 0mA


    Graficas



          Figura 6.Corriente experimental con valor patron lineal.



    Figura 7. Corriente experimental con respecto a la presion



    Figura 8. Presion patron y presion experimental con respecto a la altura.



    Figura 9. Valores experimentales(mA) y Valores de la salida teorica del medidor

    Análisis de resultados.

    Comparando los valores experimentales con los valores patrones hay una diferencia sobre todo en 25% y 50% donde los errores son apreciables (Figura 6), sin embargo tenemos que considerar que estos valores experimental y por lo tanto el instrumento tiene un comportamiento no lineal, es decir, aumenta hasta cierto nivel sin pasar sobre este. Asimismo este comportamiento no lineal es observable sin duda alguna en la figura 7 y 8.

    Ahora considerando los valores del medidor obtenidos con la ecuación (1) que es el comportamiento esperado del instrumento, se observa que los errores son muy inapreciables sobre todo a partir de 0.25m en adelante (figura 9) y por lo tanto el instrumento tiene un ajuste y calibración adecuado.

    Conclusión

    Después de obtener los resultados se puede concluir que a pesar de la calibración y ajuste de los instrumentos siempre existirá un margen de error, no importa si son las mejores condiciones en que se encuentra, siempre la medida que se tome será una aproximación al valor real.

    los instrumentos de medición y en este caso los de presión diferencial electrónico son muy usados en múltiples procesos industriales y siempre es necesario hacerle mantenimiento continuo a estos dispositivos de forma que funcionen de forma optima.


    Recomendaciones.

    • Esta clase de instrumentos tienen como salida valores pequeños de corriente por tanto el circuito que se utilice a la salida del instrumento debe evitar interferir con este.

    • Es importante que el rango que se deba medir una variable este acorde con las capacidades del instrumento.

    • La correcta utilización de la manguera es obligatoria ya que el dispositivo es muy sensible a la altura de la columna de agua.

    Bibliografia.

    www.Wikipedia.com
    www.convertworld.com
    Clases del prof.


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INGENIERIA CONCEPTUAL(medidor de caudal)

1.- Planteamiento del problema

La planta Mentor S.A. fue construida para la producción de Metanol. Esta requiere en una de las etapas del proceso de formación de dicho gas, aire de medio ambiente. El cual es succionado a través de una chimenea en la cual esta montado un tubo Venturi por medio del cual se miden las variables de interés: presión, flujo y temperatura.

Las lecturas que arrojan los transmisores de presión (PT-227), flujo (FT-212) y temperatura (TE-243) se mantienen constantemente oscilando con un rango de variación, no aceptado y perjudicial para el control del proceso.

El problema se presenta con el control de la turbina que comanda al ventilador de tiro forzado (K-201) quien succiona el aire del ambiente que se suministra al reformador, la cual varia sus RPM en proporción a la salida del transmisor de flujo ocasionando que el proceso de reformación del gas se ve afectado.
En la figura siguiente se muestra el diagrama de flujo representativo de la sección de entrada de aire hacia el reformador con su respectivo símbolo que conforma el lazo de control.



              Figura 1. Sistema de succión de aire.

2.- Descripción del funcionamiento de la planta:

La planta esta orientada específicamente a la producción de Metanol. Todo el proceso consiste básicamente en la reformación del gas natural, seguida por la síntesis y purificación del Metanol.
La materia prima, el gas natural, así como el agua filtrada y potable, y la electricidad son insumos que suministra Pequiven a Metor. Otras necesidades vapor y agua desmineralizada son producida por la misma planta.


El proceso de formación de Metanol (ver figura 2) comprende principalmente las siguientes etapas:

• Recepción y distribución del gas natural.
• Hidrodesulfuracion.
• Reformación.
• Compresión
• Síntesis del Metanol.
• Destilación





Figura 2. Produccion de metanol en Metor.

Recepción y distribución del gas natural

Es suministrado por Pequiven y proviene de Corpoven, pasa a través del tambor separador de entrada de gas natural para eliminar el contenido de pesados. El contenido de este tambor se distribuye al área de servicios para alimentar las calderas auxiliares, los quemadores del reformador como gas natural combustible y al área de deshidrodesulfuracion para ser acondicionado como gas natural del proceso.

Hidrodesulfuracion

Esta etapa elimina los compuestos de azufre en la forma de sulfuro de hidrogeno, sulfuro carbolilo y mercaptanos antes de que entre al horno reformador para evitar el envenenamiento del catalizador de cobre de la etapa de síntesis. El máximo contenido de azufre a la entrada del catalizador debe ser de 0,1 ppm.
La sección de hidrodesulfuracion consta del hidrogenador y los absorbedores de azufre.

Reformación

El gas desulfurado pasa al saturador de gas natural donde entra en contacto con el condensado de agua del proceso proveniente de la zona de recuperación de calor. En este equipo se evapora el condensado empleando el calor utilizado por el gas reformado. La mezcla gas vapor sale del saturador con 20% del vapor requerido en la reformación, el 80% restante es suministrado desde el cabezal de vapor de media presión.

La mezcla del gas natural-vapor es calentado en el precalentador de vapor de gas natural ubicado en la zona de convección. En estas condiciones entra al reformador.
El reformador es un horno aislado térmicamente con 195 quemadores distribuidos en el techo para el suministro de calor. El combustible para los quemadores es gas natural y aire en exceso para lograr combustión completa. Dentro del reformador hay 700 tubos llenos de catalizador en base a oxido de níquel. La reacción global es endotérmica.

Las condiciones de equilibrio dependen de las condiciones del proceso, tales como: temperatura de reacción, presión y relación vapor/carbono. Las condiciones que favorecen el proceso son: Alta temperatura, baja presión, alta reacción vapor/carbono y alta actividad del catalizador.
El gas de salida se denomina gas reformado, por lo que se conoce a esta etapa como la sección de alta temperatura del proceso.

Seguidamente al gas se le aplican cambios de temperatura antes de entrar a la sección de compresión.

Compresión

En esta sección el gas donde entra el gas se eleva la presión a traves de un compresor centrífugo. La temperatura del gas de salida es de 96 grado centígrados.

Síntesis del Metanol

La salida de la sección de compresión pasa a través del precalentador nº 1 el cual tiene dos salida:

Una se usa como gas de enfriamiento rápido para controlar la temperatura de los lechos catalíticos y otra como la alimentación del gas fresco al convertidor de Metanol. El gas sufre cambios de temperatura y presión y pasa al separador de Metanol y su salida se conoce como Metanol crudo, la que pasa a otro separador para eliminar los gases disueltos en el y luego enviarlo a los tanque de almacenamiento.

Destilación

El Metanol crudo contiene aproximadamente 80% de Metanol, 18% de agua e impurezas tales como alcohol pesado, parafina, dimetil éter, cetonas, formiato de metilo, acido ascético que son producidos simultáneamente con el Metanol. Es por ello que se requiere la purificación del producto por destilación.

3.- Soluciones de Terceros

Una solución para corregir el problema fue la instalación de un segundo medidor de flujo montado en el Venturi cerca del que se encontraba instalado con anterioridad para una mayor fiabilidad de la medición, sin embargo, este segundo transmisor montado también presento variaciones similares al primer medidor de flujo ya que están sometidos a las mismas condiciones dentro del tubo de venturi, y aunque las mediciones son relativamente mas fiables pero no suficientes, hay que considerar que no es una opción viable económicamente por lo costoso de implementar una serie de medidores.

Un segundo método para aplicar es la colocación de dos pares de medidores ultrasónicos en la chimenea, por ejemplo el de la figura 3, de una configuración simple en donde dos sensores están a ambos lados del tubo para tomar mediciones.



             Figura 3. Configuración simple

Existen muchas ventajas asociadas a los medidores ultrasónicos:

• Porcentajes de error relativamente bajos.
• Inmunes a los ruidos ambientales y circundantes.
• Ausencia de piezas móviles.
• Resistencia al ambiente hostil.

Sin embargo para ciertos procesos específicos como el actual los medidores ultrasónicos pueden tener inconvenientes:

• Por lo general el caudal de flujo presenta repentinas variaciones ya que proviene directamente del ambiente afectando a los medidores ultrasónicos.
• La geometría del tubo de venturi genera en el flujo oscilaciones y por tanto afecta a los sensores ultrasónicos.


4.- Planteamiento y análisis comparativo de soluciones

Las soluciones expuestas por terceros son buenas opciones pero en vista de que no se lograba mantener la estabilidad deseada en la medición del caudal de la chimenea, ya que el problema esta ligado a su uso, es necesario una alternativa que ofrezca confianza y reducción en la variación.

Esta otra alternativa consistió en el calculo de la concentración de oxigeno del gas efluente usado en el proceso de reformación a través de dos analizadores de oxigeno denominado QI207 y QI207-1. Esta nueva medida es más estable que la realizada por el FT212 por lo que el lazo tiende a mantenerse estable.

A esta alternativa hay que agregar que la adición de un enderezador de flujo al sistema siendo este un elemento necesario ya que ayuda a corregir el caudal del flujo y por lo tanto puede reducir los errores de medición a la vez de mejorar el control del sistema.

El enderezador de flujo es una tubería especial cuyo objetivo es redirigir el caudal de forma uniforme, por lo general esta ubicado corriente arriba del sensor, de forma que la uniformidad del caudal permita que el sensor tome las mediciones de forma exacta.

En la industria petroquímica estos dispositivos son muy frecuentes de encontrar, y aunque hay muchos tipos de enderezadores hay 3 que son muy estándar:

• Acondicionador de tubo Bundle (figura 4).
• Enderezador de flujo Zanker (Figura 5).
• Enderezador de flujo Sprenkle (Figura6).

De los tres tubos usados anteriormente, el tubo bundle es el más usado, este tubo consiste en una serie de tubos pequeños circulares dispuestos de forma paralela y alineada al eje de la tubería (Ver figura 4).                



                 Figura 4. Tubo de Bundle

Por lo general la diferencia de estos enderezadores es la geometría de las secciones de las tuberías como el caso del tubo de Zanker (figura 5) y el tubo de Sprenkle (Figura6). Es de destacar que la construcción de estos enderezadores no requiere de un material especial, y ofrece un rango de medidas amplio a escoger para su diseño.
       


                     Figura 5. Tubo de Zanker.
 


                     Figura 6. Tubo de Sprenkle.

La solucion presentada es la mas idonea con respecto a otras soluciones suministradas por terceros en el sentido de que los enderezadores ayudan a un mejor direccionamiento del caudal al sensor y asi para que el sensor capte mejor las variables para optimizar al lazo de control y mejorar el desempeño del proceso.

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